一,、概述

在工藝介質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度測(cè)量已成為的重要指標(biāo),。本文設(shè)計(jì)了一種基于SD23P202實(shí)現(xiàn)的兩線制通用溫度變送器,，能夠處理熱電阻,、所有類型熱電偶以及電阻,、電壓輸入信號(hào)。實(shí)現(xiàn)了溫度信號(hào)的線性化處理,、冷端補(bǔ)償,、以及在線標(biāo)定，信號(hào)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度優(yōu)于0.1%,。

二,、功能指標(biāo)

信號(hào)輸入： 熱電阻（RTD）：PT100， PT1000,， Cu50 熱電偶（TC）：K,， E， S,， B,， J， T,， R,， N 傳感器檢測(cè)：開(kāi)路、短路 輸出： 輸出范圍：兩線制4-20mA 輸出精度：0.1% F.S（小分辨≈1uA） 負(fù)載電阻：RL≤（Ue-8）/0.021 刷新速率：＜4Hz 綜合精度：0.1% F.S 溫度漂移：35ppm 組態(tài)設(shè)置：支持分度號(hào),、溫度單位,、阻尼、偏移設(shè)置,、量程上下限設(shè)置 冷端補(bǔ)償： 補(bǔ)償傳感器：內(nèi)置 補(bǔ)償精度：0.5℃ 補(bǔ)償范圍：-20~75℃ 熱電阻接線方式：兩線,、三線、四線 電磁兼容：符合GB/T18268工業(yè)設(shè)備應(yīng)用要求（IEC61326-1） 其他功能：密碼功能

三,、方案優(yōu)勢(shì)

SD23P202內(nèi)部集成24位高精度低噪聲模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（SDADC）,，儀表放大器，低溫漂基準(zhǔn),，OP,，16位PDM，非常適合RTD,、TC等溫度傳感器應(yīng)用,。內(nèi)置OP，可滿足熱電阻測(cè)量時(shí)兩線,、三線,、四線比例接法,。內(nèi)置溫度傳感器，可做熱電偶測(cè)量冷端補(bǔ)償使用,，補(bǔ)償精度0.5℃,。支持外部基準(zhǔn)，適合熱電偶測(cè)量對(duì)溫漂敏感的應(yīng)用,。內(nèi)置DSP,，集成溫度校準(zhǔn)算法，支持溫度單位,、分度號(hào),、阻尼、量程上下限,、偏移值組態(tài)設(shè)置,，支持傳感器開(kāi)短路檢測(cè)。16位PDM可用于4-20mA輸出,，分辨率≈1uA,。支持電腦和手機(jī)端調(diào)試，校準(zhǔn)參數(shù)保存在芯片內(nèi)部,。

方案設(shè)計(jì)中使用PDM產(chǎn)生4-20mA電流,，在電流環(huán)的響應(yīng)上較PWM更有優(yōu)勢(shì)，電流環(huán)的穩(wěn)定性更好,，但分辨率不及PWM方式,，在溫度變送器這種工業(yè)儀表中，穩(wěn)定性明顯是更重要的指標(biāo),。

四,、功能支持

信號(hào)輸入 熱電阻（RTD）：PT100， PT1000,， Cu50 熱電偶（TC）：K,， E， S,， B,， J， T,， R,， N 傳感器檢測(cè)：開(kāi)路、短路 接線方式：熱電阻支持兩線,、三線,、四線切換 變送輸出 輸出范圍：兩線制4-20mA 輸出精度：0.1% F.S（小分辨≈1uA） 負(fù)載電阻：RL≤（Ue-8）/0.021 組態(tài)功能 量程上下限設(shè)置 溫度單位設(shè)置：℃，℉ 分度號(hào)選擇 偏移值：對(duì)當(dāng)前結(jié)果進(jìn)行微調(diào) 阻尼，結(jié)果刷新速率設(shè)置,，15S 冷端補(bǔ)償 內(nèi)置溫度傳感器,，補(bǔ)償精度0.5℃ 冷端補(bǔ)償范圍：-20~75℃ 冷端補(bǔ)償溫度傳感器無(wú)需校準(zhǔn)

輸入類型與范圍

其他功能

密碼設(shè)置，可對(duì)芯片加密,，加密后的芯片調(diào)試與修改需首先輸入密碼,。

五、硬件實(shí)現(xiàn)

基于SD23P202實(shí)現(xiàn)的溫度變送器,，內(nèi)置OP可實(shí)現(xiàn)傳感器恒流激勵(lì)與比例測(cè)量,，有效降低整機(jī)測(cè)量溫漂與方案的復(fù)雜程度。4-20mA部分通過(guò)外部運(yùn)放與PDM實(shí)現(xiàn),。

圖1. 硬件電路圖

六,、生產(chǎn)與總結(jié)

整機(jī)方案除了貼片加工外,，還需要電流環(huán)校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)定,，且溫度變送器送器方案支持的分度號(hào)與量程不固定，為保證后期更改傳感器與量程的方便,，可借助手機(jī)APP實(shí)現(xiàn),，通過(guò)OTG或藍(lán)牙的方式與待調(diào)試樣機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)手操器功能,。PC生產(chǎn)軟件如圖2所示,。

圖2. PC生產(chǎn)調(diào)試軟件

基于SD23P202實(shí)現(xiàn)的溫度測(cè)量與變送方案，外圍電路簡(jiǎn)單,，測(cè)量精度高,。使用內(nèi)置PDM實(shí)現(xiàn)的4-20mA電流環(huán)變送輸出，滿足精度的情況下,，保證了電流環(huán)的分辨率,、穩(wěn)定性和響應(yīng)能力。